液体密度的实时测量论文.
测液体密度的实验报告

测液体密度的实验报告测液体密度的实验报告一、引言密度是物质的重要物理性质之一,它反映了物质单位体积的质量。
测量液体密度的实验是物理实验中常见的一种,通过实验可以了解不同液体的密度差异,进而探究物质的性质和应用。
二、实验目的本实验旨在通过测量液体密度的方法,了解液体密度的概念和计算方法,并通过实验验证物质的密度与质量、体积之间的关系。
三、实验原理液体的密度可以通过质量和体积的比值来表示,即密度=质量/体积。
在实验中,我们通常使用比重瓶或密度计来测量液体的密度。
比重瓶是一种特殊的瓶子,其容积已知,通过测量在比重瓶中装满液体前后的质量差异,可以计算出液体的质量,再结合比重瓶的体积,即可得到液体的密度。
四、实验材料和仪器1. 比重瓶2. 天平3. 液体样品(如水、酒精等)五、实验步骤1. 准备工作:清洗比重瓶并晾干,确保比重瓶内外干净。
2. 称量比重瓶的质量:使用天平称量比重瓶的质量,并记录下来。
3. 装液体:将比重瓶放在天平上,记录下比重瓶的质量。
然后将比重瓶装满待测液体,确保液体不会溢出或溅出。
4. 重新称量比重瓶的质量:将装满液体的比重瓶放在天平上,记录下比重瓶的质量。
5. 计算液体的质量:用第4步中的质量减去第3步中的质量,即可得到液体的质量。
6. 计算液体的密度:将液体的质量除以比重瓶的体积,即可得到液体的密度。
六、实验结果与分析通过实验测量得到的液体密度可以与已知的密度进行对比,以验证实验的准确性。
在实验过程中,需要注意比重瓶的质量和液体的质量的准确测量,以确保实验结果的可靠性。
七、实验误差分析在实验中,可能存在一些误差,例如比重瓶的质量测量误差、液体质量测量误差等。
此外,液体的温度也会对实验结果产生影响,因为密度与温度有关。
为了减小误差,可以多次重复实验,取平均值或进行数据处理。
此外,控制实验条件的稳定性也是减小误差的关键。
八、实验应用与展望液体密度的测量在日常生活中有着广泛的应用,例如在工业生产中,可以通过测量液体密度来控制产品质量;在医学领域,可以通过测量体液的密度来判断人体健康状况等。
初中物理教学论文 浅析初中物理中的密度测量问题

浅析初中物理中的密度测量问题新课程标准的教学目标之一就是通过实验再现物理概念和知识的形成过程和研究方法。
因此,近几年的中考在形式和内容上都更加注重考查实验,注重考查知识的形成过程与研究方法。
密度是表征物质物理属性的一个重要的物理量,测定物质的密度具有一定的实际意义。
由于密度知识与初中物理中压强、浮力、杠杆等知识密切相关,具有较强的综合性,因而密度的测定是各地中考物理实验命题的一大热点。
本人根据多年的教学经验将常用的密度的测定方法归纳如下,希望对大家有所帮助。
一、用密度计直接测定液体物质的密度1.估计待测液体的密度,选择合适的密度计,若待测液体密度大于水的密度,选用比重计;若待测液体密度小于水的密度,选用比轻计。
2.将密度计放入待测液体中,静止后,观察液面所对应的刻度值就是待测液体的密度。
原理:漂浮条件(漂浮在液面上的物体所受浮力等于重力) 刻度意义:某种液体的密度与水的密度的比值。
刻度特点:上小下大,上疏下密(与量杯相反)二、用ρ=vm测定固体、液体物质的密度 1. 测物体的质量mm →直接用天平测物体的质量或间接用弹簧测力计测出物体重力G ,计算物体的质量 m=gG 。
2.V →用刻度尺或量筒(杯)⎩⎨⎧→→用量筒或量杯形状不规则的物体埋沙法排液法用刻度尺测形状规则的物体几何法,)(, 3.求密度:用ρ=vm进行计算。
三、用ρ=vm间接测定液体物质的密度 (一)等体积法1.用天平称出一定体积水的质量m 水。
2.用天平称出相同体积的待测液体的质量m 。
3.由于m 水=ρ水V ,m=ρV ,所以待测液体密度为ρ=水水ρm m(二)等质量法1.在天平两盘中放置同样的量杯后,调节天平横梁平衡。
2.在两个量杯中分别加入适量水和待测液体,使天平保持平衡,记录两种液体的体积V 水和V 。
3.由于V 水=,水ρmV =,ρm所以,待测液体密度为:水水ρρV V =。
四、用压强知识测定液体物质的密度(一)连通器法:用U 形管测定与水不相溶的液体物质的密度。
测量液体密度报告

测量液体密度报告1. 研究背景液体密度是衡量液体物质性质的一个重要指标。
测量液体密度可以帮助我们了解液体的物理性质,对于科学研究、工程设计和生产操作具有重要意义。
本报告旨在介绍测量液体密度的方法和步骤。
2. 实验材料和仪器•液体样品:选择一种待测液体作为样品。
•量筒:用于测量液体样品的体积。
•电子天平:用于测量液体样品的质量。
3. 实验步骤步骤一:准备工作1.将待测液体样品倒入量筒中,使液面平整。
2.将电子天平置于平稳的台面上,并确保其精度和准确度。
步骤二:测量液体质量1.将空的量筒放在电子天平上,并记下其质量,称为m1。
2.将装有待测液体样品的量筒放在电子天平上,并记下其质量,称为m2。
3.计算液体样品的质量差,即Δm=m2−m1。
步骤三:测量液体体积1.从量筒上读取液体样品的体积,记为V。
步骤四:计算液体密度1.根据公式,液体密度ρ等于液体样品的质量Δm除以体积V,即ρ=Δm。
V2.将测得的质量和体积代入公式中,计算出液体的密度。
4. 数据处理与结果分析1.将实验测得的质量和体积数据代入公式中进行计算,得到液体的密度值。
2.对于同一种液体样品,可以进行多次测量,计算平均值以提高测量结果的准确性。
3.比较不同液体样品的密度值,分析液体的物理性质差异和变化规律。
5. 实验注意事项1.在测量液体质量时,应注意将量筒放置于水平台面上,避免因不平衡造成质量误差。
2.在读取液体体积时,应注意读取液体最下沉的位置,避免液面高度误差。
3.在进行多次测量时,应注意清洗量筒和天平,避免不同样品之间的污染和干扰。
4.选择合适的单位进行计量,以便于后续计算和结果比较。
6. 结论通过实验测量和计算,我们可以得到液体的密度值。
液体密度是液体的物理性质之一,不同液体具有不同的密度。
通过测量液体密度,我们可以了解液体的物理性质和变化规律,为科学研究和工程设计提供参考依据。
7. 参考文献[1] 王世东. 测量物质密度的实验方法[J]. 化学教育, 2000, 21(1): 56-58.以上是测量液体密度的实验报告,希望能对液体密度的测量方法和步骤有所了解。
液体密度的测量实验报告

液体密度的测量实验报告
《液体密度的测量实验报告》
实验目的:通过实验测量不同液体的密度,掌握密度的测量方法和原理。
实验材料:烧杯、水、酒精、橄榄油、测量尺、天平、密度计。
实验步骤:
1. 准备实验材料,将烧杯放在天平上,用测量尺测量烧杯的质量,记录下质量值。
2. 用烧杯倒入一定量的水,再次用测量尺测量烧杯和水的总质量,记录下质量值。
3. 用密度计测量水的密度,记录下密度值。
4. 重复以上步骤,分别测量酒精和橄榄油的密度。
实验结果:
1. 水的密度为1g/cm³。
2. 酒精的密度为0.79g/cm³。
3. 橄榄油的密度为0.92g/cm³。
实验结论:通过实验测量得出不同液体的密度值,可以看出水的密度最大,酒精次之,橄榄油最小。
密度是物质的重量与体积的比值,密度越大的物质,在相同的体积下质量越大。
密度的测量是通过测量物质的质量和体积,可以帮助我们了解物质的性质和应用。
实验总结:通过本次实验,我们掌握了密度的测量方法和原理,了解了不同液体的密度值,加深了对密度概念的理解。
密度的测量在科学研究和工程应用中有着重要的作用,希望通过这次实验能够加深对密度的理解,为今后的学习和
工作打下坚实的基础。
液体密度测量方法的分析

(4)称重式密度仪 称重式密度仪主要由浮子、挂钩、称重系统、数 据处理单元、显示单元等组成,测量原理是阿基米德 定律,浸没在液体中的浮子受到的浮力的大小等于 其排开液体的重量,浮子受到的浮力传递通过挂钩 传递给传感器,传感器输出电信号,在仪器屏幕上显 示液体密度。[4]使用前需要使用纯水对仪器进行校 准,每次更换溶液前浮子及吊丝都需要洗净晾干,液 温和室温之差不能太大,溶液中不能有气泡产生。 这类仪器的特点是操作简单,一般仪器内置有 数据处理单元,测量结果即为液体密度,不需要再进 行换算。 (5)振动管式密度仪 这类仪器主要是由 U形振动管、电磁振荡器、 温度控制 单 元、显 示 单 元 以 及 数 据 处 理 模 块 组 成。 U形振动管通过磁力激发装置的触发,以恒定的频 率振荡,特征频率取决于 U形 振 动 管 中 液 体 的 密 度,测量振动频率将其转换为数字信号。[5]U形管体 积恒定已知,当管内溶液质量发生变化,振动管的特 征频率也随之发生变化,当质量增加密度增加,频率 降低,振动周期变大,反之则振动周期变小。 测量原理如下: ρ=A×T2 -B 式中:ρ—液体密度; T—振动周期; A、B—仪器常数。 优点:(1)在 测 量 密 度 的 过 程 中 不 受 空 气 浮 力 的影响,不受重力影响。 (2)进样量比较少,一般为(1~2)mL。 (3)自带控温功能,可以调节需要的温度。 (4)没有人眼误差,不受人为操作影响。 (5)测量范围广,(0600~2000)g/cm3。 振动管式密度计精度比较高,可达到 000001g/cm3,
温度精度可达到 001℃,性能稳定,功能强大,可测 量液体密度、粘度、酒精度,可搭配进样器自动进样, 使用溶液量相比以上几种方法来说最少,近几年在 各企事业单位应用比较广泛。振动管式密度计又分 为台式密度计和便携式密度计,台式密度计适合在 实验室进行高精度的分析测量,便携式振动管密度 仪体积小,重量轻,便于携带,使用快捷,更适合在试 验现场携带使用。
测量液体密度报告

测量液体密度报告1. 引言液体密度是物质特性的重要参数之一,它可以用来描述物质的重量与体积之间的关系。
测量液体密度能够帮助我们了解液体的性质以及在实际应用中的用途。
本报告旨在介绍液体密度的测量方法和实验结果。
2. 实验目的本实验的主要目的如下: - 了解测量液体密度的方法; - 掌握使用试管密度计测量液体密度的步骤; - 分析不同液体样品的密度差异。
3. 实验步骤3.1 准备工作•准备一组试管;•称量所使用的液体样品;•用纯水清洗试管,确保试管内部干净。
3.2 试管密度计的使用•将已经准备好的试管装满待测液体样品;•用塞子封住试管,并确保试管密封良好;•将试管密度计放入容器中,待其稳定下沉;•使用标尺测量试管密度计下沉的深度,并记录下来。
3.3 数据记录与处理根据所记录的试管密度计下沉的深度和液体样品的质量,可以计算出液体的密度。
将数据整理成表格或图表,以便后续分析结果。
4. 实验结果与分析4.1 实验数据以下是使用试管密度计测量得到的液体密度数据:液体样品密度 (g/cm³)水 1.00酒精0.79橄榄油0.924.2 结果分析根据实验数据可得出不同液体样品的密度结果如上表所示。
可以观察到不同液体样品的密度是不同的。
水的密度为1.00 g/cm³,而酒精的密度较低,为0.79g/cm³。
橄榄油的密度则介于两者之间,为0.92 g/cm³。
这些结果与我们的预期相符合。
常见液体样品的密度差异主要是由于其分子之间的相互作用力不同。
分子间力越强,液体的密度通常会较高。
此外,温度也会对液体密度产生影响,通常情况下,液体的密度随温度的升高而降低。
5. 结论通过实验测量和分析,我们得出以下结论: - 不同液体样品有不同的密度,水的密度较大; - 液体样品的密度差异主要是由分子间相互作用力的差异引起的; -温度的变化也会对液体的密度产生影响,通常上升温度会导致密度下降。
测量液态密度实验报告
一、实验目的1. 掌握测量液态密度的原理和方法。
2. 了解天平和量筒的正确使用方法。
3. 培养严谨的科学态度和实验操作技能。
二、实验原理液体的密度是指单位体积液体的质量,通常用ρ表示,单位为g/cm³。
根据密度的定义,可以通过测量液体的质量和体积来计算其密度。
实验中,我们使用天平测量液体的质量,用量筒测量液体的体积,然后根据公式ρ = m/V计算出液体的密度。
三、实验器材1. 天平:用于测量液体的质量。
2. 量筒:用于测量液体的体积。
3. 烧杯:用于盛放液体。
4. 砝码:用于校准天平。
5. 待测液体:如水、盐水、酒精等。
四、实验步骤1. 将天平放在水平台面上,调整天平至平衡状态。
2. 将适量的待测液体倒入烧杯中,用天平称量出烧杯和液体的总质量m1,记录数据。
3. 将烧杯中的部分液体倒入量筒中,确保液体不溢出,读出量筒内液体的体积V,记录数据。
4. 再次用天平称量烧杯和剩余液体的质量m2,记录数据。
5. 计算液体的质量m = m1 - m2。
6. 根据公式ρ = m/V计算出液体的密度。
7. 重复步骤2-6,进行多次测量,取平均值作为最终结果。
五、实验数据及结果实验次数 | 烧杯和液体的总质量m1(g) | 量筒中液体体积V(cm³) | 烧杯和剩余液体质量m2(g) | 液体的质量m(g) | 液体的密度ρ(g/cm³)--- | --- | --- | --- | --- | ---1 | 100.0 | 50.0 | 50.0 | 50.0 | 1.002 | 100.2 | 50.2 | 50.2 | 50.0 | 1.003 | 100.5 | 50.5 | 50.5 | 50.0 | 1.00六、实验分析1. 实验结果表明,待测液体的密度为1.00 g/cm³,与水的密度相近。
2. 在实验过程中,为确保测量准确性,需要注意以下几点:a. 天平放置在水平桌面上,确保天平平衡;b. 量筒放置在水平桌面上,读数时视线与液面相切;c. 倒液时尽量避免液体溅出,以免影响测量结果;d. 多次测量取平均值,减小误差。
密度实验 作文
密度实验作文《密度实验》“哇塞!今天要做密度实验啦!”我兴奋得一蹦三尺高。
一走进科学实验室,我就看到桌子上摆满了各种各样的实验器材,有天平、量筒、砝码、水、石块等等。
我的眼睛都不够用啦,心里像揣了只小兔子,怦怦直跳,迫不及待地想要开始实验。
科学老师走进来,微笑着对我们说:“同学们,今天我们来一起探索神秘的密度世界!”大家都欢呼起来。
老师先给我们示范了一遍实验过程。
只见他小心翼翼地把石块放在天平上称出质量,然后用量筒量出一定量的水,再把石块放入量筒中,观察水的体积变化。
“同学们,看清楚了吗?”老师问道。
“看清楚啦!”我们齐声回答。
终于轮到我们自己动手啦!我和同桌小明一组,我俩摩拳擦掌,准备大显身手。
我负责称石块的质量,小明负责量水和记录数据。
我拿起天平,心里紧张极了,手都有点发抖,这可是我第一次用天平啊!“哎呀,怎么这么难调平衡啊?”我嘟囔着。
小明在旁边鼓励我:“别着急,慢慢来!”好不容易把天平调平衡了,称出石块的质量是50 克。
接下来轮到小明量水了。
他拿起量筒,倒了一些水进去,眼睛紧紧盯着量筒的刻度,生怕倒多了或者倒少了。
“哎呀,我好像倒多了!”小明着急地说。
我连忙安慰他:“没关系,多了就多了,咱们继续。
”把石块放入量筒后,我们惊喜地发现水的体积上升了20 毫升。
“这是不是就说明石块的体积是20 立方厘米呀?”我疑惑地问小明。
小明想了想,说:“应该是吧,咱们算算密度。
”经过一番计算,我们得出石块的密度是2.5 克/立方厘米。
“哇,我们成功啦!”我俩高兴得击掌庆祝。
再看看其他组的同学,有的手忙脚乱,把水洒了一地;有的在为计算结果争论不休;还有的在向老师请教问题。
整个实验室里热闹极了,就像一个欢乐的海洋。
“这密度实验也不难嘛!”我得意地对小明说。
小明却摇摇头说:“别骄傲,这只是个简单的实验,后面还有更难的呢!”可不是嘛,科学的世界就像一个无边无际的大海,我们才刚刚踏上探索的小船呢!这次密度实验让我明白了,科学实验不仅有趣,还能让我们学到很多知识。
液体密度的实时测量研究
液体密度的实时测量研究综合设计实验忻州师范学院物本0903班门聪杰指导教师孟彩荣摘要:在物理实验中可以采用多种方法测量液体的密度,本实验采用液体密度的研究综合实验仪对液体密度进行实时测量。
我们用应变式压力传感器将液体密度转换为电信号进行测量。
本实验中将对应变式压力传感器的在和灵敏度和电压灵敏度进行测量,进一步得出质量与电压之间的关系,从而得出液体的密度。
为了减小误差,对实验所得数据,用逐差法进行处理,用Excel对数据进行趋势预测。
用此套装置能够比较精确的测出液体的密度。
关键字:液体密度实时测量数字显示电阻应变式传感器浮子引言:随着科学技术的飞速发展,液体密度的测量方法也在不断进步。
液体密度通常用密度计测量,但是近年来由于非电量电测法的飞速发展,各种传感器的广泛应用,使液体密度的测量愈来愈精确。
在现代化生产和科研中,对液体密度的实时测量也愈来愈重要,例如,在造纸业中,可以通过控制纸浆的密度来保证纸的质量该方法节省了人力,物力,提高了生产效率。
实时测量的优点在于能迅速的反应液体密度大小,以便进行反馈控制。
本实验设计组装了一套具有实时测量液体密度功能的实验装置。
通过本装置能精确测量出液体的密度。
一实验原理1.1 液体密度的实时测量原理对液体密度进行实时测量的基本原理是阿基米德原理。
如图1.1所示,将浮子浸没于液体中,由于浮力的作用,其所受浮力等于其所排开的体积液体的重量,即F(浮力)=vg 。
其中v为浮子的体积,为液体的密度。
悬线上的张力T=mg-gv. 该式表明,液体密度的变化将引起悬线张力的变化。
1.2应变式压力传感器的原理电阻应变片一般由敏感栅,基地,粘合剂,引线,盖片等组成。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示,如,“310mm,350”。
敏感栅由直径为0.01mm ----0.05mm高电阻系数的细丝弯曲成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅用粘合剂将其固定在基片上。
测定液体的密度的实验报告
测定液体的密度的实验报告测定液体的密度的实验报告引言:密度是物质的一种重要性质,它描述了物质单位体积内所包含的质量。
在科学研究和工业生产中,测定液体的密度是一项常见的实验任务。
本实验旨在通过测量液体的质量和体积,计算出液体的密度,并探讨实验中可能存在的误差来源。
实验步骤:1. 准备实验器材:天平、量筒、试管等。
2. 首先,使用天平称取一定质量的空量筒,记录其质量。
3. 将待测液体缓慢倒入量筒中,直至液体的表面接触到量筒的刻度线,记录液体的体积。
4. 使用天平称取装有液体的量筒,记录液体和量筒的总质量。
5. 计算液体的质量:液体和量筒的总质量减去空量筒的质量。
6. 计算液体的密度:液体的质量除以液体的体积。
实验结果:根据实验步骤测量得到的数据,我们可以计算出液体的密度。
例如,测得液体的质量为50g,体积为25ml,则液体的密度为2g/ml。
讨论:1. 误差来源:a. 天平的误差:天平的精度和准确度会对实验结果产生影响。
使用更精确的天平可以减小误差。
b. 量筒的误差:由于量筒的刻度线有限,读数时可能存在一定的误差。
使用更精确的仪器,如比重计,可以提高测量的准确性。
c. 液体温度的影响:液体的密度与温度密切相关。
在实验过程中,应尽量控制液体的温度,或者进行温度修正以减小误差。
2. 实验的改进:a. 重复测量:进行多次测量,取平均值可以提高实验的准确性。
b. 使用比重计:比重计是一种更精确的测量液体密度的仪器,可以减小人为误差。
c. 控制温度:在实验过程中,可以使用恒温水浴等方法,控制液体的温度,以减小温度对密度测量的影响。
结论:通过本实验,我们成功地测量了液体的密度,并讨论了实验中可能存在的误差来源。
在今后的实验中,我们应该注意控制实验条件,使用更精确的仪器,并进行多次测量以提高实验结果的准确性。
密度的测量对于科学研究和工业生产具有重要意义,我们应该继续深入研究和应用。
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综合设计实验液体密度的实时测量研究液体密度的实时测量研究摘要:在物理实验中可以采用多种方法测量液体的密度,本实验采用液体密度的研究综合试验仪对液体密度进行实时测量。
我们用应变式压力传感器将液体密度转换为电信号进行测量。
本实验中将应变式压力传感器的载荷灵敏度和电压灵敏度进行测量,进一步得出质量与电压之间的关系,从而得出液体的密度。
为了减小误差,对实验所得的数据用逐差法进行测量,用E x c e l对数据进行趋势预测。
用此套装置能够比较精确的测得液体的密度。
关键词:应变式压力传感器液体密度测量引言随着科学技术的飞速发展,液体密度的测量方法也在不断进步。
液体密度通常用密度计测量,但是近年来由于非电量电测法的飞速发展,各种传感器的广泛应用,使液体密度的测量愈来愈精确。
在现代化生产和科研中,对液体密度的实时测量也愈来愈重要,例如,在造纸业中,可以通过控制纸浆的密度来保证纸的质量,该方法节省人力,物力,提高了生产效率。
实时测量的优点在于能迅速的反应液体密度大小,以便进行反馈控制。
本实验设计组装了一套具有实时测量液体密度功能的实验装置。
通过本装置能精确测量出液体的密度。
一实验原理:1.1液体密度的实时测量原理对液体密度进行实时测量的基本原理是阿基米德原理。
如图 1.1所示,将浮子浸没于液体中,由于浮力的作用,悬线上的张力F t=m g-ρg V,式中V为浮子的体积,ρ为液体的密度,上式表明,液体密度的变化将引起悬线张力的变化。
电阻应变片一般由敏感栅,基地,粘合剂,引线,盖片等组成。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示,如,“3×10平方毫米350欧姆”。
敏感栅由直径约0.01m m─0.05m m高电阻系数的细丝弯曲成山状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅由粘合剂将其固定在基片上。
基底应保证将构件上的应变准确的传送到敏感栅上去,故基底必须做的很薄,(一般为0.03m m─0.06m m),使它能与试件及敏感栅牢固的粘在一起;另外,它还应有良好的绝缘性,抗潮性和耐热性。
基底材料有纸,胶膜和玻璃纤维布等。
引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接,一般由0.1m m─0.2m m低阻镀锡铜丝制成,并与敏感栅两端输出端相焊接,盖片起保护作用。
在测量时,将应变片用粘合剂牢固的粘贴在被测试件的表面上,随着试件受力变形,应变片敏感栅也获得同样的变形,从而使电阻随之发生变化。
通过测量电阻值的变化可反映出外力作用的大小。
压力传感器是将四片电阻分别粘贴在弹性平行梁的上下两表面适当的位置,梁的一端固定,另一端自由用于加载荷外力F,弹性梁收载荷作用而弯曲,梁的上下表面受拉,电阻片R和R亦受拉伸作用电阻增大;梁的下表面受压,R和R 的电阻减小。
这样,外力的作用通过梁的形变而使4个电阻值发生变化,这就是压力传感器。
应变片R=R=R=R。
应变片可以把应变的变化转化为电阻的变化,为了显示和记录电阻的大小,还需把电阻的变化再转化为电压或电流的变化。
最常用的测试电路为电桥电路。
由应变片组成的全桥测量电路,当应变片受到压力作用时,引起弹性体的变化,使的粘贴在弹性体的电阻应受到R━R的电阻发生变化,电桥将产生输出,其输出电压正比于所受到的压力。
为了消除电桥电路的非线性误差,通常使用非平衡电桥进行测量。
二实验内容2.1传感器的参数测试和性能研究测量载荷传感器的载荷灵敏度和线性(即在一定的供电压下,单位载荷变化所引起的输出电压变化)⑴将传感器输出的电缆线Ⅰ接入试验仪的电缆座Ⅰ选择置于测200m V.接通电源,调节工作电压于5V,按顺序增加法码的数量(每次增加10g)至90g,分别测传感器输出电压。
⑵按顺序减去法码的数量(每次减去10g)至0g,分别测出传感器的输出电压。
⑶反复测量5次。
⑷用逐差法处理数据,求其灵敏度S。
2.2设计悬吊于待测液体中的浮子要让数字电压表直接显示待测液体的密度值,可通过选择浮子的质量和体积来实现。
例如:传感器的量程为0─100g,可确定浮子的质量为100g(即为传感器的满载),由于变送器是反向输出,此时电压表应显示0.00m V。
由蒸馏水的密度的公认值为(1.00g/c m)来确定浮子体积,当浮子浸没在蒸馏水中时,要求电压表示数为100.0m V,(即示数为密度值),由传感器线性图可知,此时传感器所受张力为F t=10×10N,m=100g,ρ=1.00g/c m,F t=m g-ρg V,则得V=900c m.综上所述,浮子设计的结果是:质量是100g,体积为90立方厘米。
校准时可根据实际情况,用铅粒调整浮子的质量。
2.3设计放大电路并进行调试安装⑴设计原理:由于载荷传感器输出的信号是很小的,一般为毫伏的量级。
根据设计的要求要在0.5─1.5的液体密度变化范围内直接以电压显示,所以需要放大系统,将该信号进行放大,在输入显示系统显示密度值。
本设计中,直接采用实验室提供的放大倍数可调的实验模板。
⑵设计步骤:a.用电缆线连接试验仪电缆Ⅰ插座和实验模板,并将100g传感起电缆线接入实验模板,用连接线将放大器的输入端与非平衡的电桥的输出端相连,试验仪测量选择至200m V外测挡,打开试验仪电源开关。
b.在压力传感器上挂号设计好的浮子,将其放入蒸馏水中,调节放大旋钮R,使输出电压为100.0m V。
2.4整机测试和调试⑴用电缆线连接试验仪电缆Ⅰ插座和实验模板,并将100g传感器电缆线接入实验模板,用连接线将放大器的输入端和非平衡的电桥的输出端相连,试验仪测量选择至200m V外测挡,打开试验仪电源开关。
⑵在载荷传感器上挂上设计好的浮子,测量其在空气中的放大器的输出电压,调节零点调节R旋钮,使放大器的输出电压为0.0m V。
⑶将浮子置于蒸馏水中,测量其在蒸馏水中放大器的输出电压,调节放大旋钮R,使放大器的输出电压为100.0m V。
(蒸馏水的密度为 1.00g/c m)⑷将浮子擦干净,再分别置于其他液体中(自来水,乙醇,甘油,蓖麻油),放大器的输出电压即为该液体的密度。
三实验步骤3.1传感器的参数测试和性能研究⑴将传感器输出的电缆线Ⅰ接入试验仪的电缆座Ⅰ选择置于测200m V。
接通电源,调节工作电压于5V,按顺序增加法码的数量(每次增加10g)至90g,分别测传感器输出电压。
⑵按顺序减去法码的数量(每次减去10g)至0g,分别测出传感器的输出电压。
⑶反复测量5次。
⑷用逐差法处理数据,求其灵敏度S.3.2整机测试和调试⑴用电缆线连接试验仪电缆Ⅰ插座和实验模板,并将100g传感器电缆线接入实验模板,用连接线将放大器的输入端和非平衡的电桥的输出端相连,试验仪测量选择至200m V外测挡,打开试验仪电源开关。
⑵在载荷传感器上挂上设计好的浮子,测量其在空气中的放大器的输出电压,调节零点调节R旋钮,使放大器的输出电压为0.0m V。
⑶将浮子置于蒸馏水中,测量其在蒸馏水中放大器的输出电压,调节放大旋钮R,使放大器的输出电压为100.0m V。
(蒸馏水的密度为 1.00g/c m)⑷将浮子擦干净,再分别置于其他液体中(自来水,乙醇,甘油,蓖麻油),放大器的输出电压即为该液体的密度。
四数据记录及数据处理1载荷传感器的压力特性测试表 1.1注:U↑为增荷输出,U↓为减荷输出。
载荷灵敏度:S=||(80.4-36.1)+(71.6-27.2)+(62.8-18.2)+(53.9-9.1)+(45.1-0)|+|(80.4-35 .9)+(71.6-26.9)+(62.6-17.8)+(53.7-8.8)+(44.9-0)||/(5×10)=8.968表 1.2注:U↑为增荷输出,U↓为减荷输出。
载荷灵敏度:S=||(80.6-36.2)+(71.5-27.3)+(63.1-18.2)+(53.9-9.1)+(45.2-0)|+|(80.6-36 .0)+(71.6-27.0)+(62.6-18.0)+(53.9-8.9)+(45.0-0)||/(5×10)=8.946表 1.3注:U↑为增荷输出,U↓为减荷输出。
载荷灵敏度:S=||(80.5-36.2)+(71.4-27.2)+(62.8-18.1)+(54.0-9.0)+(45.2-0)|+|(80.5-36 .0)+(71.7-27.0)+(62.8-18.0)+(53.6-8.9)+(44.9-0)||/(5×10)=8.960表 1.4注:U↑为增荷输出,U↓为减荷输出。
载荷灵敏度:S=||(81.0-36.4)+(71.7-27.3)+(63.2-18.3)+(54.1-9.1)+(45.2-0)|+|(81.0-36 .0)+(71.7-27.0)+(62.8-18.0)+(54.1-9.0)+(44.9-0)||/(5×10)=8.972表 1.5注:U↑为增荷输出,U↓为减荷输出。
载荷灵敏度:S=||(80.7-36.2)+(71.9-27.3)+(62.9-18.2)+(54.1-9.1)+(45.3-0)|+|(80.7-36 .2)+(71.9-27.1)+(62.9-18.1)+(54.0-9.0)+(45.0-0)||/(5×10)=8.9642 自来水的密度(室温下19摄氏度)ρ=(0.998+0.999+1.004+0.998+0.996)/5=0.999g/cm ρ(标)=0.998 g/cmEr=0.10﹪3 乙醇的密度(室温下19摄氏度)ρ=(0.74+0.741+0.745+0.742+0.743)/5=0.7422 g/cm ρ(标)=0.789 g/cm (20℃时)Er=5.9﹪ρ=(0.955+0.953+0.951+0.950+0.954)/5=0.9526 ρ(标)=0.97 g/cmEr=1.79﹪5 丙三醇的密度(室温下19摄氏度)ρ=(1.322+1.327+1.326+1.327+1.3)/5=1.3204 ρ(标)=1.261 g/cmEr=4.7﹪五误差分析从实验结果可以看出,用应变式压力传感器来测量液体的密度,所测得液体的密度与公认值比较吻合,由此可见本实验的误差很小。
引起误差的主要因素:1 本实验所用的砝码长期处于空气中,已经不精确。
2 测应变式压力传感器载荷灵敏度时,砝码放在托物盘上时,托物盘由于突然有物体放上而左右摇晃,不能完全静止不动,导致数据不稳定。
3 在精密测量液体密度时,所盛液体的容器不是很洁净,以致所测液体密度改变。
4 所测得的液体密度是与20摄氏度时的液体密度的公认值相比较,但是实际温度比20摄氏度时偏小点。
5 在测量其密度时,由于考虑到各方面的因素(如:挥发性,溶解性,化学反应等等)可能造成误差。